近日，我院计算物理与量子能源材料设计科研团队在调控铯银氯材料光学特性的研究中取得进展，相关成果以“Improving Optoelectronic Properties of ernary Silver Chlorides via Defect ngineering”为题发表在国际期刊《The Journal of Physical Chemistry C》上。物理学院教师杨东问为论文的第一作者，我院王飞副教授和李顺方教授为共同通讯作者，郑州大学为第一单位。

近十年来，铅基卤化物钙钛矿已成为一种有前景的发光材料，但铅的毒性和材料在环境中的长期稳定性仍然是该领域面临的关键问题。银基卤化物由于其独特的宽光谱发射和大的斯托克斯位移，受到了广泛的关注，这使其在光电器件上具有非常有前景的应用。然而，这些材料因其相对较差的光致发光效率，在实际应用上受到严重阻碍。目前为止，这类材料的发光机制仍然不清楚。

基于以上问题，我们采用第一性原理计算方法，并与实验表征手段相结合，以层状CsAgCl₂和链式Cs₂AgCl₃为例，研究了这类材料发光效率低下的微观机制。研究表明，材料中形成能较低的氯空位在带隙中产生深能级，成为光生载流子的陷阱中心，导致载流子的非辐射复合，因而呈现出较差的光电性质。此外，我们还发现这类材料的发光性质还与层状内部的氯空位和链状内部的氯空位有关，材料内部适量氯空位的出现，能够促进自限域激子的形成，理论计算的发光峰位置与实验测量的荧光峰位置基本一致。因此，我们理论上提出在制备材料过程中，选择合适的制备条件，合成p型导电类型的材料，能够抑制氯空位的形成，有望进一步提升CsAgCl₂和Cs₂AgCl₃材料的光电性质。该工作提出的研究方案将对制备高性能的银基卤化物材料提供重要的理论指导。

图1. CsAgCl₂和Cs₂AgCl₃材料的空位束缚激子的形成过程

该工作得到了国家自然科学基金青年基金、河南省自然科学基金青年基金、博士后科学基金等项目的支持。